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重点内容：
热辐射基本概念、基本物理量。
一、热辐射的本质和特点
1、发射辐射能是各类物质的固有特性。当原子内部的电子受温和振动时，产生交替变化的电场和磁场，发出电磁波向空间传播，这就是辐射。由于自身温度或热运动的原因面激发产生的电磁波传播，就称热辐射。显然，热辐射是电磁波，电磁波的波长范围可从几万分之一微米到数千米，它们的名称和分类如图所示。通常把λ＝0.1—100μm范围的电磁波称热射线，其中包括可见光线、部分紫外线和红外线具有波动和量子特性。
2、特点
热辐射的本质决定了热辐射过程有如下三个特点：
⑴辐射换热与导热、对流换热不同、它不依赖物体的接触而进行热量传递，而导热和对流换热都必须由冷、热物体直接接触或通过中间介质相接触才能进行。
⑵辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化，即物体的部分内能转化为电磁波能发射出去，当此波能射及另一物体表面而被吸收时，电磁波能又转化为内能。
⑶一切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线。当物体间有温差时，高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量，因此总的结果是高温物体把能量传给低温物体。即使各个物体的温度相同，辐射换热仍在不断进行，只是每一物体辐射出去的能量，等于吸收的能量，从而处于动平衡的状态。
二、物体的热辐射特性-吸收、反射和透射
当热射线投射到物件上时，遵循着可见光的规律，其中部分被物体吸收，部分被反射，其余则透过物体。如图所示，其中反射存在漫反射和镜反射两种情况。
在物体表面对射线的吸收、反射和透射的过程中，能量平衡关系为：
由此可定义吸收率、反射率和透射率：
物体吸收率： ；物体反射率： ；物体透射率 。
其中 ；对于单色吸收率、单色反射率、单色透射率： 。
为研究辐射特性可提出以下理想辐射模型：
黑体：α=1 ρ=0 τ=0；
白体：α=0 ρ=1 τ=0；
透明体：α=0 ρ=0 τ=1
自然界和工程应用中，完全符合理想要求的黑体、白体和透明体虽然并不存在，但和它们根相象的物体却是有的。例如，煤炭的吸收比达到0.96，磨光的金子反射比几乎等于0.98，而常温下空气对热射线呈现透明的性质。但是，在分析实际物体表面的吸收、反射和透过特性的时候，必须非常谨慎地对待波长，尤其要注意不能以肉眼的直观感觉来判断某物体吸收比的高低。
在理解上述基本概念时，应注意以下几个问题：
⑴镜反射和漫反射。一般工程材料均形成漫反射。
⑵物体的颜色。关键在于是物体本身发射可见光还是物体反射可见光。
⑶理想辐射模型均是对全波长而言的。
三、辐射强度和辐射力
所有的固体和液体表面都随时向其上方的整个空间(称为半球空间)发射不同波长的辐射能量。为了进行辐射换热的工程计算，必须研究物体辐射能量随波长的分布特性，以及在半球空间各个方向亡的分布规律。
㈠辐射强度
1、立体角：是一个空间角度。定义为：
 ，单位为立体弧度Sr
其中θ的变化范围是0-900，β的变化范围则是0-3600。
2、辐射强度：
是物体给定辐射方向上，物体在与发射方向垂直的方向上的单位投影面积，在单位时间和单位立体角内所发射全波长的能量，符号为I，单位为W/(m2Sr)。
 ，其中
3、单色辐射强度
如果辐射强度是指在波长λ附近的单位波长间隔内所发射的能量，称为单色辐射强度，符号为Iλ，单位为W/(m2μm Sr)。
㈡辐射力
1、辐射力：发射物体每单位表面积在单位时间内向半球空间所发射的全波长能量，称为辐射力，符号为E，单位为W/m2。
E与I的关系为： ；E与Iλ的关系为：
2、单色辐射力：如果辐射力是指在波长λ附近的单位波长间隔内所发射的能量，称为单色辐射力，符号为Eλ，单位为W/(m2μm)。
3、定向辐射力：如果辐射力是指在某规定方向上的单位面积上所发射的能量，称为定向辐射力，符号为Eθ，单位为W/(m2μm)。
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